(57)【要約】【課題】エンジンの初爆の際に駆動軸に生じるトルク変動を抑制する。【解決手段】エンジンを始動する際に駆動軸に接続されたモータからエンジンの初爆によって駆動軸に生じるトルク変動を抑制するための抑制トルクＴｆｉｒｅを出力するハイブリッド自動車において、エンジンの初爆によって生じるモータの回転数変動量ΔＮｍ２を計算して（ステップＳ３００〜Ｓ３４０）、回転数変動量ΔＮｍ２が値０を中心として運転者が違和感を感じる回転数の変動量の閾値ΔＮｔｈ範囲を超えているとき（ΔＮｍ２＜−ΔＮｔｈまたはΔＮｍ２＞ΔＮｔｈ）には、抑制トルクＴｆｉｒｅを回転数Ｎｍ２の変動を抑制する方向に補正する（ステップＳ３５０〜ステップＳ３７０）。こうすれば、次回以降のエンジンの始動の際に補正された抑制トルクＴｆｉｒｅを用いるから、エンジンの初爆の際に駆動軸に生じるトルク変動を抑制することができる。【選択図】図６
2007137228.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
駆動軸に動力を出力可能な動力出力装置であって、
内燃機関と、
該内燃機関の出力軸と前記駆動軸とに接続され、電力と動力の入出力を伴って前記出力軸と前記駆動軸とに動力を入出力する電力動力入出力手段と、
前記駆動軸に動力を入出力する電動機と、
前記電力動力入出力手段および前記電動機と電力のやりとりを行なう蓄電手段と、
前記電動機の回転数を検出する回転数検出手段と、
前記駆動軸に要求される要求駆動力を設定する要求駆動力設定手段と、
前記内燃機関を始動するときには、前記内燃機関がモータリングされて始動されると共に該内燃機関を始動する際の初爆によって前記駆動軸に生じるトルク変動を抑制するための抑制トルクが前記駆動軸に出力され、且つ、前記設定された要求駆動力に基づく駆動力が前記駆動軸に出力されるよう前記内燃機関と前記電力動力入出力手段と前記電動機とを制御する制御手段と、
前記初爆のタイミングで前記回転数検出手段により検出される回転数に基づいて次回以降の内燃機関の始動の際に用いられる抑制トルクを補正する抑制トルク補正手段と、
を備える動力出力装置。
【請求項２】
前記抑制トルク補正手段は、前記検出された回転数の変動量に基づいて抑制トルクを補正する手段である請求項１記載の動力出力装置。
【請求項３】
前記抑制トルク補正手段は、前記検出された回転数が所定回転数以上減少する際には抑制トルクが小さくなるよう補正し、前記検出された回転数が前記所定回転数以上増加する際には抑制トルクが大きくなるよう補正する手段である請求項１記載の動力出力装置。
【請求項４】
前記電力動力入出力手段は、前記内燃機関の出力軸と前記駆動軸と第３の軸の３軸に接続され該３軸のうちのいずれか２軸に入出力した動力に基づいて残余の軸に動力を入出力する３軸式動力入出力手段と、前記第３の軸に動力を入出力する発電機とを備える手段である請求項１ないし３いずれか記載の動力出力装置。
【請求項５】
請求項１ないし４いずれか記載の動力出力装置を搭載し、車軸に前記駆動軸に連結されてなる自動車。
【請求項６】
内燃機関と、該内燃機関の出力軸と駆動軸とに接続され電力と動力の入出力を伴って前記出力軸と前記駆動軸とに動力を入出力する電力動力入出力手段と、前記駆動軸に動力を入出力する電動機と、前記電力動力入出力手段および前記電動機と電力のやりとりを行なう蓄電手段と、前記電動機の回転数を検出する回転数検出手段と、を備え、前記駆動軸に動力を出力可能な動力出力装置の制御方法であって、
前記内燃機関を始動するときには、前記内燃機関がモータリングされて始動されると共に該内燃機関を始動する際の初爆によって前記駆動軸に生じるトルク変動を抑制するための抑制トルクが前記駆動軸に出力され、且つ、前記駆動軸に要求される要求駆動力に基づく駆動力が前記駆動軸に出力されるよう前記内燃機関と前記電力動力入出力手段と前記電動機とを制御し、
前記初爆のタイミングで前記回転数検出手段により検出される回転数に基づいて次回以降の内燃機関の始動の際に用いられる抑制トルクを補正する
動力出力装置の制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、動力出力装置およびその制御方法並びに自動車に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、この種の動力出力装置としては、駆動軸に遊星歯車機構を介してエンジンと第１モータとを接続すると共に駆動軸に第２モータを接続し、第１モータによりエンジンをモータリングすると共にエンジンの始動に伴って駆動軸に作用するトルクを第２モータによりキャンセルしながらエンジンを始動するものが提案されている（例えば、特許文献１参照）。この動力出力装置では、エンジンの冷間時に第１モータのトルクの最大値を制限することにより電力の消費を抑えることができる。
【特許文献１】特開平１１−１５３０７５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
一般に、こうした動力出力装置では、エンジンを始動する際にエンジンの初爆によって駆動軸に生じるトルク変動を抑制するための抑制トルクを予め実験などで求めておき、初爆時には第２モータから抑制トルクを出力することによりトルク変動を抑制する制御が行なわれている。しかし、初爆時のトルク変動は、エンジンの経年変化などで変わることがあり、このような経年変化には個体差があるため、予め設定した抑制トルクを第２モータから出力しても駆動軸にトルク変動が生じてしまうことがある。このような動力出力装置を搭載した自動車では、こうしたトルク変動は、運転者に違和感を与えるものとなるため、できるだけ抑制されることが望ましい。
【０００４】
本発明の動力出力装置およびその制御方法並びに自動車は、内燃機関を始動する際の初爆時のトルク変動を抑制することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明の動力出力装置およびその制御方法並びに自動車は、上述の目的を達成するために以下の手段を採った。
【０００６】
本発明の動力出力装置は、
駆動軸に動力を出力可能な動力出力装置であって、
内燃機関と、
該内燃機関の出力軸と前記駆動軸とに接続され、電力と動力の入出力を伴って前記出力軸と前記駆動軸とに動力を入出力する電力動力入出力手段と、
前記駆動軸に動力を入出力する電動機と、
前記電力動力入出力手段および前記電動機と電力のやりとりを行なう蓄電手段と、
前記電動機の回転数を検出する回転数検出手段と、
前記駆動軸に要求される要求駆動力を設定する要求駆動力設定手段と、
前記内燃機関を始動するときには、前記内燃機関がモータリングされて始動されると共に該内燃機関を始動する際の初爆によって前記駆動軸に生じるトルク変動を抑制するための抑制トルクが前記駆動軸に出力され、且つ、前記設定された要求駆動力に基づく駆動力が前記駆動軸に出力されるよう前記内燃機関と前記電力動力入出力手段と前記電動機とを制御する制御手段と、
前記初爆のタイミングで前記回転数検出手段により検出される回転数に基づいて次回以降の内燃機関の始動の際に用いられる抑制トルクを補正する抑制トルク補正手段と、
を備えることを要旨とする。
【０００７】
この本発明の動力出力装置では、内燃機関を始動するときには、内燃機関がモータリングされて始動されると共に内燃機関を始動する際の初爆によって駆動軸に生じるトルク変動を抑制するための抑制トルクが駆動軸に出力され、且つ、設定された要求駆動力に基づく駆動力が駆動軸に出力されるよう内燃機関と電力動力入出力手段と電動機とを制御し、初爆のタイミングで検出される回転数に基づいて次回以降の内燃機関の始動の際に用いられる抑制トルクを補正する。抑制トルクに過不足があると初爆によって駆動軸に生じるトルク変動を充分に抑制することができないが、初爆のタイミングで検出される電動機の回転数に基づいて次回以降の内燃機関の始動の際に用いられる抑制トルクを補正することにより、次回以降の内燃機関の始動の際に抑制トルクを適切な値にすることができ、駆動軸に生じるトルク変動を抑制することができる。
【０００８】
こうした本発明の動力出力装置において、前記抑制トルク補正手段は、前記検出された回転数の変動量に基づいて抑制トルクを補正するものとすることもできる。こうすれば、次回以降の内燃機関の始動の際に電動機の回転数の変動量に基づいて補正された抑制トルクを駆動軸に出力することができる。
【０００９】
また、本発明の動力出力装置において、前記抑制トルク補正手段は、前記検出された回転数が所定回転数以上減少する際には抑制トルクが小さくなるよう補正し、前記検出された回転数が前記所定回転数以上増加する際には抑制トルクが大きくなるよう補正する手段であるものとすることもできる。こうすれば、次回以降の内燃機関の始動の際に電動機の回転数の変動を抑えるような抑制トルクを駆動軸に出力することができる。
【００１０】
さらに、本発明の動力出力装置において、前記電力動力入出力手段は、前記内燃機関の出力軸と前記駆動軸と第３の軸の３軸に接続され該３軸のうちのいずれか２軸に入出力した動力に基づいて残余の軸に動力を入出力する３軸式動力入出力手段と、前記第３の軸に動力を入出力する発電機とを備える手段であるものとすることもできる。
【００１１】
本発明の自動車は、上述したいずれかの態様の本発明の動力出力装置、即ち、基本的には、駆動軸に動力を出力可能な動力出力装置であって、内燃機関と、該内燃機関の出力軸と前記駆動軸とに接続され、電力と動力の入出力を伴って前記出力軸と前記駆動軸とに動力を入出力する電力動力入出力手段と、前記駆動軸に動力を入出力する電動機と、前記電力動力入出力手段および前記電動機と電力のやりとりを行なう蓄電手段と、前記電動機の回転数を検出する回転数検出手段と、前記駆動軸に要求される要求駆動力を設定する要求駆動力設定手段と、前記内燃機関を始動するときには、前記内燃機関がモータリングされて始動されると共に該内燃機関を始動する際の初爆によって前記駆動軸に生じるトルク変動を抑制するための抑制トルクが前記駆動軸に出力され、且つ、前記設定された要求駆動力に基づく駆動力が前記駆動軸に出力されるよう前記内燃機関と前記電力動力入出力手段と前記電動機とを制御する制御手段と、前記初爆のタイミングで前記回転数検出手段により検出される回転数に基づいて次回以降の内燃機関の始動の際に用いられる抑制トルクを補正する抑制トルク補正手段と、を備える動力出力装置を搭載し、車軸に前記駆動軸に連結されてなることを要旨とする。
【００１２】
この本発明の自動車では、上述したいずれかの態様の本発明の動力出力装置を搭載するから、本発明の動力出力装置が奏する効果、例えば、次回以降の内燃機関の始動の際に駆動軸に生じるトルク変動を抑制することができる効果などと同様の効果を奏することができる。
【００１３】
本発明の動力出力装置の制御方法は、
内燃機関と、該内燃機関の出力軸と駆動軸とに接続され電力と動力の入出力を伴って前記出力軸と前記駆動軸とに動力を入出力する電力動力入出力手段と、前記駆動軸に動力を入出力する電動機と、前記電力動力入出力手段および前記電動機と電力のやりとりを行なう蓄電手段と、前記電動機の回転数を検出する回転数検出手段と、を備え、前記駆動軸に動力を出力可能な動力出力装置の制御方法であって、
前記内燃機関を始動するときには、前記内燃機関がモータリングされて始動されると共に該内燃機関を始動する際の初爆によって前記駆動軸に生じるトルク変動を抑制するための抑制トルクが前記駆動軸に出力され、且つ、前記駆動軸に要求される要求駆動力に基づく駆動力が前記駆動軸に出力されるよう前記内燃機関と前記電力動力入出力手段と前記電動機とを制御し、
前記初爆のタイミングで前記回転数検出手段により検出される回転数に基づいて次回以降の内燃機関の始動の際に用いられる抑制トルクを補正する
ことを要旨とする。
【００１４】
この本発明の動力出力装置の制御方法では、内燃機関を始動するときには、内燃機関がモータリングされて始動されると共に内燃機関を始動する際の初爆によって駆動軸に生じるトルク変動を抑制するための抑制トルクが駆動軸に出力され、且つ、駆動軸に要求される要求駆動力に基づく駆動力が駆動軸に出力されるよう内燃機関と電力動力入出力手段と電動機とを制御し、初爆のタイミングで検出される回転数に基づいて次回以降の内燃機関の始動の際に用いられる抑制トルクを補正する。抑制トルクに過不足があると初爆によって駆動軸に生じるトルク変動を充分に抑制することができないが、初爆のタイミングで検出される電動機の回転数に基づいて次回以降の内燃機関の始動の際に用いられる抑制トルクを補正することにより、次回以降の内燃機関の始動の際に抑制トルクを適切な値にすることができ、駆動軸に生じるトルク変動を抑制することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
次に、本発明を実施するための最良の形態を実施例を用いて説明する。
【実施例】
【００１６】
図１は、本発明の一実施例である動力出力装置を搭載したハイブリッド自動車２０の構成の概略を示す構成図である。実施例のハイブリッド自動車２０は、図示するように、エンジン２２と、エンジン２２の出力軸としてのクランクシャフト２６にダンパ２８を介して接続された３軸式の動力分配統合機構３０と、動力分配統合機構３０に接続された発電可能なモータＭＧ１と、動力分配統合機構３０に接続された駆動軸としてのリングギヤ軸３２ａに取り付けられた減速ギヤ３５と、この減速ギヤ３５に接続されたモータＭＧ２と、動力出力装置全体をコントロールするハイブリッド用電子制御ユニット７０とを備える。
【００１７】
エンジン２２は、ガソリンまたは軽油などの炭化水素系の燃料により動力を出力する内燃機関であり、エンジン２２の運転状態を検出する各種センサから信号を入力するエンジン用電子制御ユニット（以下、エンジンＥＣＵという）２４により燃料噴射制御や点火制御，吸入空気量調節制御などの運転制御を受けている。エンジンＥＣＵ２４は、ハイブリッド用電子制御ユニット７０と通信しており、ハイブリッド用電子制御ユニット７０からの制御信号によりエンジン２２を運転制御すると共に必要に応じてエンジン２２の運転状態に関するデータをハイブリッド用電子制御ユニット７０に出力する。
【００１８】
動力分配統合機構３０は、外歯歯車のサンギヤ３１と、このサンギヤ３１と同心円上に配置された内歯歯車のリングギヤ３２と、サンギヤ３１に噛合すると共にリングギヤ３２に噛合する複数のピニオンギヤ３３と、複数のピニオンギヤ３３を自転かつ公転自在に保持するキャリア３４とを備え、サンギヤ３１とリングギヤ３２とキャリア３４とを回転要素として差動作用を行なう遊星歯車機構として構成されている。動力分配統合機構３０は、キャリア３４にはエンジン２２のクランクシャフト２６が、サンギヤ３１にはモータＭＧ１が、リングギヤ３２にはリングギヤ軸３２ａを介して減速ギヤ３５がそれぞれ連結されており、モータＭＧ１が発電機として機能するときにはキャリア３４から入力されるエンジン２２からの動力をサンギヤ３１側とリングギヤ３２側にそのギヤ比に応じて分配し、モータＭＧ１が電動機として機能するときにはキャリア３４から入力されるエンジン２２からの動力とサンギヤ３１から入力されるモータＭＧ１からの動力を統合してリングギヤ３２側に出力する。リングギヤ３２に出力された動力は、リングギヤ軸３２ａからギヤ機構６０およびデファレンシャルギヤ６２を介して、最終的には車両の駆動輪６３ａ，６３ｂに出力される。
【００１９】
モータＭＧ１およびモータＭＧ２は、いずれも発電機として駆動することができると共に電動機として駆動できる周知の同期発電電動機として構成されており、インバータ４１，４２を介してバッテリ５０と電力のやりとりを行なう。インバータ４１，４２とバッテリ５０とを接続する電力ライン５４は、各インバータ４１，４２が共用する正極母線および負極母線として構成されており、モータＭＧ１，ＭＧ２のいずれかで発電される電力を他のモータで消費することができるようになっている。したがって、バッテリ５０は、モータＭＧ１，ＭＧ２のいずれかから生じた電力や不足する電力により充放電されることになる。なお、モータＭＧ１，ＭＧ２により電力収支のバランスをとるものとすれば、バッテリ５０は充放電されない。モータＭＧ１，ＭＧ２は、いずれもモータ用電子制御ユニット（以下、モータＥＣＵという）４０により駆動制御されている。モータＥＣＵ４０には、モータＭＧ１，ＭＧ２を駆動制御するために必要な信号、例えばモータＭＧ１，ＭＧ２の回転子の回転位置を検出する回転位置検出センサ４３，４４からの信号や図示しない電流センサにより検出されるモータＭＧ１，ＭＧ２に印加される相電流などが入力されており、モータＥＣＵ４０からは、インバータ４１，４２へのスイッチング制御信号が出力されている。モータＥＣＵ４０は、ハイブリッド用電子制御ユニット７０と通信しており、ハイブリッド用電子制御ユニット７０からの制御信号によってモータＭＧ１，ＭＧ２を駆動制御すると共に必要に応じてモータＭＧ１，ＭＧ２の運転状態に関するデータをハイブリッド用電子制御ユニット７０に出力する。
【００２０】
バッテリ５０は、バッテリ用電子制御ユニット（以下、バッテリＥＣＵという）５２によって管理されている。バッテリＥＣＵ５２には、バッテリ５０を管理するのに必要な信号、例えば，バッテリ５０の端子間に設置された図示しない電圧センサからの端子間電圧，バッテリ５０の出力端子に接続された電力ライン５４に取り付けられた図示しない電流センサからの充放電電流，バッテリ５０に取り付けられた温度センサ５１からの電池温度Ｔｂなどが入力されており、必要に応じてバッテリ５０の状態に関するデータを通信によりハイブリッド用電子制御ユニット７０に出力する。なお、バッテリＥＣＵ５２では、バッテリ５０を管理するために電流センサにより検出された充放電電流の積算値に基づいて残容量（ＳＯＣ）も演算している。
【００２１】
ハイブリッド用電子制御ユニット７０は、ＣＰＵ７２を中心とするマイクロプロセッサとして構成されており、ＣＰＵ７２の他に処理プログラムを記憶するＲＯＭ７４と、データを一時的に記憶するＲＡＭ７６と、図示しない入出力ポートおよび通信ポートとを備える。ハイブリッド用電子制御ユニット７０には、イグニッションスイッチ８０からのイグニッション信号，シフトレバー８１の操作位置を検出するシフトポジションセンサ８２からのシフトポジションＳＰ，アクセルペダル８３の踏み込み量を検出するアクセルペダルポジションセンサ８４からのアクセル開度Ａｃｃ，ブレーキペダル８５の踏み込み量を検出するブレーキペダルポジションセンサ８６からのブレーキペダルポジションＢＰ，車速センサ８８からの車速Ｖなどが入力ポートを介して入力されている。ハイブリッド用電子制御ユニット７０は、前述したように、エンジンＥＣＵ２４やモータＥＣＵ４０，バッテリＥＣＵ５２と通信ポートを介して接続されており、エンジンＥＣＵ２４やモータＥＣＵ４０，バッテリＥＣＵ５２と各種制御信号やデータのやりとりを行なっている。
【００２２】
こうして構成された実施例のハイブリッド自動車２０は、運転者によるアクセルペダル８３の踏み込み量に対応するアクセル開度Ａｃｃと車速Ｖとに基づいて駆動軸としてのリングギヤ軸３２ａに出力すべき要求トルクを計算し、この要求トルクに対応する要求動力がリングギヤ軸３２ａに出力されるように、エンジン２２とモータＭＧ１とモータＭＧ２とが運転制御される。エンジン２２とモータＭＧ１とモータＭＧ２の運転制御としては、要求動力に見合う動力がエンジン２２から出力されるようにエンジン２２を運転制御すると共にエンジン２２から出力される動力のすべてが動力分配統合機構３０とモータＭＧ１とモータＭＧ２とによってトルク変換されてリングギヤ軸３２ａに出力されるようモータＭＧ１およびモータＭＧ２を駆動制御するトルク変換運転モードや要求動力とバッテリ５０の充放電に必要な電力との和に見合う動力がエンジン２２から出力されるようにエンジン２２を運転制御すると共にバッテリ５０の充放電を伴ってエンジン２２から出力される動力の全部またはその一部が動力分配統合機構３０とモータＭＧ１とモータＭＧ２とによるトルク変換を伴って要求動力がリングギヤ軸３２ａに出力されるようモータＭＧ１およびモータＭＧ２を駆動制御する充放電運転モード、エンジン２２の運転を停止してモータＭＧ２からの要求動力に見合う動力をリングギヤ軸３２ａに出力するよう運転制御するモータ運転モードなどがある。
【００２３】
次に、こうして構成された実施例のハイブリッド自動車２０の動作、特に運転停止しているエンジン２２を始動する際の動作について説明する。図２は、ハイブリッド用電子制御ユニット７０により実行される始動時駆動制御ルーチンの一例を示すフローチャートである。このルーチンは、エンジン２２の始動指示がなされたときに実行される。
【００２４】
始動時駆動制御ルーチンが実行されると、ハイブリッド用電子制御ユニット７０のＣＰＵ７２は、まず、アクセルペダルポジションセンサ８４からのアクセル開度Ａｃｃや車速センサ８８からの車速Ｖ，モータＭＧ１，ＭＧ２の回転数Ｎｍ１，Ｎｍ２，エンジン２２の回転数Ｎｅ，バッテリ５０の入出力制限Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔなど制御に必要なデータを入力する処理を実行する（ステップＳ１００）。ここで、エンジン２２の回転数Ｎｅはクランクシャフト２６に取り付けられたクランクポジションセンサ２３ａからの信号に基づいて計算されたものをエンジンＥＣＵ２４から通信により入力するものとした。また、モータＭＧ１，ＭＧ２の回転数Ｎｍ１，Ｎｍ２は、回転位置検出センサ４３，４４により検出されるモータＭＧ１，ＭＧ２の回転子の回転位置に基づいて計算されたものをモータＥＣＵ４０から通信により入力するものとした。さらに、バッテリ５０の入出力制限Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔは、温度センサ５１により検出されたバッテリ５０の電池温度Ｔｂとバッテリ５０の残容量（ＳＯＣ）とに基づいて設定されたものをバッテリＥＣＵ５２から通信により入力するものとした。
【００２５】
こうしてデータを入力すると、入力したアクセル開度Ａｃｃと車速Ｖとに基づいて車両に要求されるトルクとして駆動輪６３ａ，６３ｂに連結された駆動軸としてのリングギヤ軸３２ａに出力すべき要求トルクＴｒ＊と要求パワーＰｒ＊とを設定する（ステップＳ１１０）。要求トルクＴｒ＊は、実施例では、アクセル開度Ａｃｃと車速Ｖと要求トルクＴｒ＊との関係を予め定めて要求トルク設定用マップとしてＲＯＭ７４に記憶しておき、アクセル開度Ａｃｃと車速Ｖとが与えられると記憶したマップから対応する要求トルクＴｒ＊を導出して設定するものとした。図４に要求トルク設定用マップの一例を示す。要求パワーＰｒ＊は、設定した要求トルクＴｒ＊にリングギヤ軸３２ａの回転数Ｎｒを乗じたものとバッテリ５０が要求する充放電要求パワーＰｂ＊とロスＬｏｓｓとの和として計算することができる。なお、リングギヤ軸３２ａの回転数Ｎｒは、車速Ｖに換算係数ｋを乗じることによって求めたり、モータＭＧ２の回転数Ｎｍ２を減速ギヤ３５のギヤ比Ｇｒで割ることによって求めることができる。
【００２６】
続いて、エンジン２２の回転数Ｎｅや始動開始時からの経過時間ｔを用いて始動マップからモータＭＧ１のトルク指令Ｔｍ１＊を導出して設定する（ステップＳ１２０）。始動マップは、エンジン２２を始動する際のモータＭＧ１のトルク指令Ｔｍ１＊とエンジン２２の回転数Ｎｅと始動開始時からの経過時間ｔとの関係を設定したマップである。図４に始動マップの一例を示す。始動マップでは、図４に示すように、エンジン２２の始動指示がなされた時間ｔ１の直後からレート処理を用いて迅速に比較的大きなトルクをトルク指令Ｔｍ１＊に設定してエンジン２２の回転数Ｎｅを迅速に増加させる。エンジン２２の回転数Ｎｅが共振回転数帯を通過したか共振回転数帯を通過するのに必要な時間以降の時間ｔ２にエンジン２２を安定して点火開始回転数Ｎｆｉｒｅ以上でモータリングすることができるトルクをトルク指令Ｔｍ１＊に設定し、電力消費や駆動軸としてのリングギヤ軸３２ａにおける反力を小さくする。ここで、点火開始回転数Ｎｆｉｒｅは、実施例では共振回転数帯より余裕をもって大きな回転数、例えば１０００ｒｐｍや１２００ｒｐｍなどのように設定されている。そして、エンジン２２の回転数Ｎｅが点火開始回転数Ｎｆｉｒｅに至った時間ｔ３からレート処理を用いて迅速にトルク指令Ｔｍ１＊を値０とし、エンジン２２の完爆が判定された時間ｔ４から発電用のトルクをトルク指令Ｔｍ１＊に設定する。このように、エンジン２２の始動指示がなされた直後に大きなトルクをモータＭＧ１のトルク指令Ｔｍ１＊に設定してエンジン２２をモータリングすることにより、迅速にエンジン２２を点火開始回転数Ｎｆｉｒｅ以上に回転させて始動することができる。
【００２７】
モータＭＧ１のトルク指令Ｔｍ１＊が設定されると、エンジン２２の回転数Ｎｅが点火開始回転数Ｎｆｉｒｅより大きくなったか否かを判定する（ステップＳ１３０）。エンジン２２の始動指示がなされた直後には、エンジン２２の回転数Ｎｅが点火開始回転数Ｎｆｉｒｅより小さいので、ステップＳ１６０の処理に進み、バッテリ５０の入出力制限Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔと設定したモータＭＧ１のトルク指令Ｔｍ１＊に現在のモータＭＧ１の回転数Ｎｍ１を乗じて得られるモータＭＧ１の消費電力（発電電力）との偏差をモータＭＧ２の回転数Ｎｍ２で割ることによりモータＭＧ２から出力してもよいトルクの上下限としてのトルク制限Ｔｍｉｎ，Ｔｍａｘを次式（１）および式（２）により計算すると共に（ステップＳ１６０）、要求トルクＴｒ＊とトルク指令Ｔｍ１＊と動力分配統合機構３０のギヤ比ρを用いてモータＭＧ２から出力すべきトルクとしての仮モータトルクＴｍ２ｔｍｐを式（３）により計算し（ステップＳ１７０）、計算したトルク制限Ｔｍｉｎ，Ｔｍａｘで仮モータトルクＴｍ２ｔｍｐを制限した値に補正トルクＴαを加えたものをモータＭＧ２のトルク指令Ｔｍ２＊として設定する（ステップＳ１８０）。ここで、補正トルクＴαは、エンジン２２の回転数Ｎｅが点火開始回転数Ｎｆｉｒｅより大きくなってから設定されるものであり、初期値として値０が設定されている。ここで、上述の式（３）は、動力分配統合機構３０の回転要素に対する力学的な関係式である。動力分配統合機構３０の回転要素における回転数とトルクとの力学的な関係を示す共線図を図５に示す。図中、左のＳ軸はモータＭＧ１の回転数Ｎｍ１であるサンギヤ３１の回転数を示し、Ｃ軸はエンジン２２の回転数Ｎｅであるキャリア３４の回転数を示し、Ｒ軸はモータＭＧ２の回転数Ｎｍ２を減速ギヤ３５のギヤ比Ｇｒで除したリングギヤ３２の回転数Ｎｒを示す。式（３）は、この共線図を用いれば容易に導くことができる。なお、Ｒ軸上の２つの太線矢印は、モータＭＧ１からトルク指令Ｔｍ１＊のトルクを出力してエンジン２２をモータリングする際に駆動軸としてのリングギヤ軸３２ａに作用する反力としてのトルクと、モータＭＧ２から出力されるトルクＴｍ２＊が減速ギヤ３５を介してリングギヤ軸３２ａに作用するトルクとを示す。このように、モータＭＧ２のトルク指令Ｔｍ２＊を設定することにより、モータＭＧ１によりエンジン２２をモータリングする際の駆動軸としてのリングギヤ軸３２ａに作用する反力としてのトルクを受け待つと共に運転者が要求する要求トルクＴｒ＊に応じたトルクを出力することができる。
【００２８】
Tmin=(Win-Tm1*・Nm1)/Nm2  (1)
Tmax=(Wout-Tm1*・Nm1)/Nm2  (2)
Tm2tmp=(Tr*+Tm1*/ρ)/Gr    (3)
【００２９】
こうしてモータＭＧ１，ＭＧ２のトルク指令Ｔｍ１＊，Ｔｍ２＊を設定すると、設定したモータＭＧ１，ＭＧ２のトルク指令Ｔｍ１＊，Ｔｍ２＊をモータＥＣＵ４０に送信する（ステップＳ１９０）、始動時駆動制御ルーチンを終了する。トルク指令Ｔｍ１＊，Ｔｍ２＊を受信したモータＥＣＵ４０は、トルク指令Ｔｍ１＊でモータＭＧ１が駆動されると共にトルク指令Ｔｍ２＊でモータＭＧ２が駆動されるようインバータ４１，４２のスイッチング素子のスイッチング制御を行なう。そして、エンジン２２が完爆したか否かを判定して（ステップＳ２００）、完爆していないときにはステップＳ１００に戻り、完爆しているときには、エンジン２２の始動完了と判断して始動時駆動制御ルーチンを終了する。ここで、エンジン２２の回転数Ｎｅが点火開始回転数Ｎｆｉｒｅより小さいときには、エンジン２２の燃料噴射制御や点火制御の開始が指示されないからステップＳ１００の処理に戻ることになる。
【００３０】
エンジン２２の回転数Ｎｅが点火開始回転数Ｎｆｉｒｅより大きくなると（ステップＳ１６０）、エンジンＥＣＵ２４に燃料噴射制御や点火制御の開始を指示し（ステップＳ１４０）、補正トルクＴαに抑制トルクＴｆｉｒｅを設定する（ステップＳ１５０）。ここで、抑制トルクＴｆｉｒｅは、エンジン２２の初爆時によってキャリア３４に急激に動力が入出力されたときにリングギヤ軸３２ａに作用するトルクを抑制する方向のトルクとして設定されるものであり、最初に本ルーチンが実行されたときには、予め実験などにより求めた値を初期値として用いるものとする。
【００３１】
こうして抑制トルクＴｆｉｒｅを設定すると、ステップＳ１６０以降の処理を実行し、モータＭＧ２から出力してもよいトルクの上下限としてのトルク制限Ｔｍｉｎ，Ｔｍａｘを計算すると共に（ステップＳ１６０）、モータＭＧ２から出力すべきトルクとしての仮モータトルクＴｍ２ｔｍｐを計算し（ステップＳ１７０）、計算したトルク制限Ｔｍｉｎ，Ｔｍａｘで仮モータトルクＴｍ２ｔｍｐを制限した値に抑制トルクＴαを加えたものをモータＭＧ２のトルク指令Ｔｍ２＊として設定し（ステップＳ１８０）、設定したモータＭＧ１，ＭＧ２のトルク指令Ｔｍ１＊，Ｔｍ２＊をモータＥＣＵ４０に送信し（ステップＳ１９０）、エンジン２２が完爆したか否かを判定し（ステップＳ２００）、完爆していないときにはステップＳ１００に戻り、完爆しているときには、エンジン２２の始動完了と判断して始動時駆動制御ルーチンを終了する。
【００３２】
次に、図２に例示した始動時駆動制御ルーチンのステップＳ１５０の処理で補正トルクＴαとして設定される抑制トルクＴｆｉｒｅを補正する処理について説明する。図６は、ハイブリッド用電子制御ユニット７０により実行される抑制トルク補正ルーチンの一例を示すフローチャートである。このルーチンは、始動時駆動制御ルーチンにおいてエンジンＥＣＵ２４に燃料噴射制御や点火制御の開始が指示された直後（ステップＳ１４０）に実行される。
【００３３】
抑制トルク補正ルーチンが実行されると、ハイブリッド用電子制御ユニット７０のＣＰＵ７２は、まず、モータＭＧ２の回転数Ｎｍ２を入力して（ステップＳ３００）、入力された回転数Ｎｍ２を制御開始時回転数Ｎ１として設定し（ステップＳ３１０）、エンジン２２の初爆を待って初爆時のモータＭＧ２の回転数Ｎｍ２を入力し（ステップＳ３２０、Ｓ３３０）、制御開始時回転数Ｎ１と初爆時のモータＭＧ２の回転数Ｎｍ２との差としての回転数変動量ΔＮｍ２を計算する（ステップＳ３４０）。
【００３４】
続いて、回転数変動量ΔＮｍ２が値０を中心として運転者が違和感を覚えるモータＭＧ２の回転数の変動量の閾値ΔＮｔｈの範囲内であるか否かを判定する（ステップＳ３５０）。ここで、回転数変動量ΔＮｍ２を用いて判定するのは、エンジン２２の初爆によって駆動軸としてのリングギヤ軸３２ａに作用するトルクに対して抑制トルクＴｆｉｒｅが過不足なく設定されているときにはエンジン２２の初爆の際にモータＭＧ２の回転数Ｎｍ２に変動が生じないが、エンジン２２の初爆によって駆動軸に作用するトルクに対して抑制トルクＴｆｉｒｅに過不足があるときにはエンジン２２の初爆でモータＭＧ２の回転数の変動が生じるため、回転数変動量ΔＮｍ２から抑制トルクＴｆｉｒｅの過不足を推定することができるからである。回転数変動量ΔＮｍ２が値０を中心として閾値ΔＮｔｈの範囲内（−ΔＮｔｈ≦ΔＮｍ２≦ΔＮｔｈ）であるときには（ステップＳ３５０）、抑制トルクＴｆｉｒｅが過不足なく設定されていて抑制トルクＴｆｉｒｅを補正する必要がないと判断して本ルーチンを終了する。
【００３５】
一方、回転数変動量ΔＮｍ２が値−ΔＮｔｈより小さいとき（ΔＮｍ２＜−ΔＮｔｈ）には、設定されている抑制トルクＴｆｉｒｅが過剰で抑制トルクＴｆｉｒｅを減少させる必要があると判断して、抑制トルクＴｆｉｒｅを予め決められた値Ｔｄだけ減少するよう補正し（ステップＳ３５０，Ｓ３６０）、回転数変動量ΔＮｍ２が値ΔＮｔｈより大きいとき（ΔＮｍ２＞ΔＮｔｈ）には回転数変動量ΔＮｍ２が閾値ΔＮｔｈだけ増加しているときには、設定されている抑制トルクＴｆｉｒｅが不足していて抑制トルクＴｆｉｒｅを増加させる必要があると判断して、抑制トルクＴｆｉｒｅを値Ｔｄだけ増加するよう補正して（ステップＳ３５０，Ｓ３７０）、本ルーチンを終了する。このように、設定されている抑制トルクＴｆｉｒｅに過不足が生じるのは、エンジン２２の初爆時にリングギヤ軸３２ａに作用するトルクは、エンジン２２の経年変化などにより変化し、しかもこのようなエンジンの経年変化には個体差があるため、抑制トルクＴｆｉｒｅとして予め実験などで求めたものを設定しても抑制トルクＴｆｉｒｅに過不足が生じることがあるからである。このように抑制トルクＴｆｉｒｅを補正することにより、次回始動指示がなされたときに、前述した始動時制御ルーチンのステップＳ１５０の処理において補正された抑制トルクＴｆｉｒｅが補正トルクＴαとして設定されることになり、次回エンジン２２を始動する際には駆動軸に生じるトルクショックを抑制することができる。なお、ステップＳ３６０の処理やステップＳ３７０の処理では、抑制トルクＴｆｉｒｅを値Ｔｄだけ増減するよう補正するのみであるから、補正値が足らずに次回エンジン２２を始動する際にトルクショックを抑制することができない場合もある。このような場合には、次回以降エンジン２２が始動されて抑制トルク補正ルーチンが実行される度に抑制トルクＴｆｉｒｅが補正されるから、抑制トルクＴｆｉｒｅは、次第にトルクショックを抑制するのに適した値になる。
【００３６】
以上説明した本実施例のハイブリッド自動車２０によれば、エンジン２２の初爆時におけるモータＭＧ２の回転数Ｎｍ２の変動量ΔＮｔｈに基づいて抑制トルクＴｆｉｒｅを補正して、次回以降のエンジン２２の始動の際に補正した抑制トルクＴｆｉｒｅを用いて始動時駆動制御を実行する。こうすれば、次回以降のエンジン２２の始動の際にはエンジン２２の初爆によって駆動軸としてのリングギヤ軸３２ａに生じるトルク変動を抑制することができる。
【００３７】
実施例のハイブリッド自動車２０では、ステップＳ３６０の処理やステップＳ３７０の処理で、抑制トルクＴｆｉｒｅを値Ｔｄだけ増減するよう補正するものとしたが、抑制トルクＴｆｉｒｅを回転数変動量ΔＮｍ２に所定のゲインを乗じた値だけ増減するよう補正するものとしてもよい。
【００３８】
実施例のハイブリッド自動車２０では、モータＭＧ２の動力を減速ギヤ３５により変速してリングギヤ軸３２ａに出力するものとしたが、図７の変形例のハイブリッド自動車１２０に例示するように、モータＭＧ２の動力をリングギヤ軸３２ａが接続された車軸（駆動輪６３ａ，６３ｂが接続された車軸）とは異なる車軸（図７における車輪６４ａ，６４ｂに接続された車軸）に接続するものとしてもよい。
【００３９】
実施例のハイブリッド自動車２０では、エンジン２２の動力を動力分配統合機構３０を介して駆動輪６３ａ，６３ｂに接続された駆動軸としてのリングギヤ軸３２ａに出力するものとしたが、図８の変形例のハイブリッド自動車２２０に例示するように、エンジン２２のクランクシャフト２６に接続されたインナーロータ２３２と駆動輪６３ａ，６３ｂに動力を出力する駆動軸に接続されたアウターロータ２３４とを有し、エンジン２２の動力の一部を駆動軸に伝達すると共に残余の動力を電力に変換する対ロータ電動機２３０を備えるものとしてもよい。
【００４０】
以上、本発明の実施の形態について実施例を用いて説明したが、本発明はこうした実施例に何等限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において、種々なる形態で実施し得ることは勿論である。
【図面の簡単な説明】
【００４１】
【図１】本発明の一実施例であるハイブリッド自動車２０の構成の概略を示す構成図である。
【図２】実施例のハイブリッド用電子制御ユニット７０により実行される始動時駆動制御ルーチンの一例を示すフローチャートである。
【図３】要求トルク設定用マップの一例を示す説明図である。
【図４】始動マップの一例を示す説明図である。
【図５】動力分配統合機構３０の回転要素を力学的に説明するための共線図の一例を示す説明図である。
【図６】実施例のハイブリッド用電子制御ユニット７０により実行される抑制トルク補正ルーチンの一例を示すフローチャートである。
【図７】変形例のハイブリッド自動車１２０の構成の概略を示す構成図である。
【図８】変形例のハイブリッド自動車２２０の構成の概略を示す構成図である。
【符号の説明】
【００４２】
２０，１２０，２２０  ハイブリッド自動車、２２  エンジン、２４  エンジン用電子制御ユニット（エンジンＥＣＵ）、２６  クランクシャフト、２８  ダンパ、３０  動力分配統合機構、３１  サンギヤ、３２  リングギヤ、３２ａ  リングギヤ軸、３３  ピニオンギヤ、３４  キャリア、３５，減速ギヤ、４０  モータ用電子制御ユニット（モータＥＣＵ）、４１，４２  インバータ、４３，４４  回転位置検出センサ、５０  バッテリ、５１  温度センサ、５２  バッテリ用電子制御ユニット（バッテリＥＣＵ）、５４  電力ライン、６０  ギヤ機構、６２  デファレンシャルギヤ、６３ａ，６３ｂ，６４ａ，６４ｂ  駆動輪、７０  ハイブリッド用電子制御ユニット、７２  ＣＰＵ、７４  ＲＯＭ、７６  ＲＡＭ、８０  イグニッションスイッチ、８１  シフトレバー、８２  シフトポジションセンサ、８３  アクセルペダル、８４  アクセルペダルポジションセンサ、８５  ブレーキペダル、８６  ブレーキペダルポジションセンサ、８８  車速センサ、２３０  対ロータ電動機、２３２  インナーロータ  ２３４  アウターロータ、ＭＧ１，ＭＧ２  モータ。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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